【題目】如圖所示,兩條相距的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,其右端接一阻值為的電阻。質(zhì)量為的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上,其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為方向豎直向下,當(dāng)該磁場(chǎng)區(qū)域以速度勻速地向右掃過金屬桿后,金屬桿的速度變?yōu)?/span>。設(shè)金屬桿長(zhǎng)為對(duì)應(yīng)的電阻為,金屬桿與導(dǎo)軌之間動(dòng)摩擦因數(shù)為,導(dǎo)軌電阻不計(jì),導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接粒,求:
(1)剛掃到金屬桿時(shí),金屬桿中感應(yīng)電流的大小和感應(yīng)電流方向;
(2)剛掃到金屬桿時(shí),金屬桿的加速度大小;
(3)若矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域掃過金屬桿過程中,金屬桿向右滑動(dòng)了,求此過程中安培力對(duì)金屬桿做的功。
【答案】(1),方向從A到B;(2);(3)。
【解析】
(1)MN剛掃過金屬桿時(shí),桿上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:
感應(yīng)電流為:
因金屬桿相對(duì)于磁場(chǎng)的方向向左,由右手定則可知,感應(yīng)電流方向從A到B。
(2)由左手定則可知,金屬桿所受安培力向右,故金屬桿向右加速,剛掃到金屬桿時(shí),金屬桿切割磁感線的速度為:
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:
感應(yīng)電流為:
金屬桿所受安培力為
由牛頓第二定律知,金屬桿的加速度為
;
(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域掃過金屬桿過程中,對(duì)金屬桿由動(dòng)能定理可知
解得
。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置,間距為L,底端接阻值為R的電阻,將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,如圖所示,除電阻R外其余電阻不計(jì),現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放,則( )
A.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí),流過電阻R的電流方向?yàn)?/span>a→b
B.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧彈力和安培力一直在增大
C.金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中所受安培力的方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反
D.金屬棒減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為回路中增加的內(nèi)能
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】質(zhì)譜儀最初由湯姆孫的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì)的,他用質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了氖20和氖22,證實(shí)了同位素的存在.現(xiàn)在質(zhì)譜儀已經(jīng)是一種十分精密的儀器,是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具.如右圖所示是一簡(jiǎn)化了的質(zhì)譜儀原理圖.邊長(zhǎng)為L的正方形區(qū)域abcd內(nèi)有相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,方向豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里.有一束帶電粒子從ad邊的中點(diǎn)O以某一速度沿水平方向向右射入,恰好沿直線運(yùn)動(dòng)從bc邊的中點(diǎn)e射出(不計(jì)粒子間的相互作用力及粒子的重力),撤去磁場(chǎng)后帶電粒子束以相同的速度重做實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)帶電粒子從b點(diǎn)射出,問:
(1)帶電粒子帶何種電性的電荷?
(2)帶電粒子的比荷(即電荷量的數(shù)值和質(zhì)量的比值)多大?
(3)撤去電場(chǎng)后帶電粒子束以相同的速度重做實(shí)驗(yàn),則帶電粒子將從哪一位置離開磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一個(gè)細(xì)小金屬圓環(huán),在范圍足夠大的磁場(chǎng)中豎直下落,磁感線的分布情況如圖,其中沿圓環(huán)軸線的磁場(chǎng)方向始終豎直向上開始時(shí)圓環(huán)的磁通量為,圓環(huán)磁通量隨下落高度變化關(guān)系為(為比例常數(shù),)。金屬圓環(huán)在下落過程中的環(huán)面始終保持水平,速度越來越大,最終穩(wěn)定為某一數(shù)值稱為收尾速度,該金屬環(huán)的收尾速度為,已知金屬圓環(huán)的電阻為,忽略空氣阻力,關(guān)于該情景,以下結(jié)論正確的有( )
A.金屬圓環(huán)速度穩(wěn)定后,金屬圓環(huán)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為
B.金屬圓環(huán)速度穩(wěn)定后,金屬圓環(huán)的熱功率
C.金屬圓環(huán)的質(zhì)量
D.金屬圓環(huán)速度穩(wěn)定后,金屬圓環(huán)受到安培力的合力時(shí)刻改變
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】質(zhì)量為的小物體,由點(diǎn)靜止在恒力作用下向右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)至點(diǎn)時(shí)撒去F,AB相距,設(shè)斜面足夠長(zhǎng),物體與平面、斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,物體在點(diǎn)沒有能量損失。其中:,,求:
(1)物體在水平面運(yùn)動(dòng)的加速度;
(2)在斜面上向上滑行的最大距離;
(3)物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間(答案可以有根號(hào))。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在A、B兩點(diǎn)分別固定著所帶電荷量相等的正、負(fù)點(diǎn)電荷,O點(diǎn)是兩個(gè)點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),C、D是關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn).下列說法中正確的是( )
A. C、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相同
B. C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
C. 負(fù)點(diǎn)電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能大于它在D點(diǎn)的電勢(shì)能
D. 正點(diǎn)電荷從C點(diǎn)移到D點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力做正功
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】圖中虛線A、B、C、D表示勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面,一帶正電的粒子只在電場(chǎng)力的作用下,從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),軌跡如圖中實(shí)線所示,下列說法中正確的是( )
A. 等勢(shì)面A電勢(shì)最低
B. 粒子從a運(yùn)動(dòng)到b,動(dòng)能減小
C. 粒子從a運(yùn)動(dòng)到b,電勢(shì)能減小
D. 粒子從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中電勢(shì)能與動(dòng)能之和不變
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在半徑為的圓形區(qū)域充滿著勻強(qiáng)磁場(chǎng),有一帶電粒子以某一初速度從點(diǎn)對(duì)著圓形磁場(chǎng)的圓心點(diǎn)射入,剛好垂直打在與初速度方向平行放置的屏上.不考慮粒子所受的重力.下列有關(guān)說法中不正確的是( )
A. 該粒子一定帶正電
B. 只增加粒子的速率,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間將會(huì)變長(zhǎng)
C. 只增加粒子的速率,粒子一定還會(huì)從磁場(chǎng)射出,且射出磁場(chǎng)方向的反向延長(zhǎng)線一定仍然過點(diǎn)
D. 只改變粒子入射的方向,粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后仍會(huì)垂直打在屏上
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,平行板電容器兩極板與電壓為U的電源兩極連接,板的間距為d;現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴靜止在極板間,重力加速度為g,則( )
A.油滴帶正電
B.油滴帶電荷量為
C.將下極板向下緩慢移動(dòng)一小段距離,油滴將立即向上運(yùn)動(dòng)
D.增大極板間電壓,油滴將加速下落
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